一种具有高可靠性的led芯片的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种LED芯片，在具有较高的深宽比的沟槽内填充具有高绝缘性能、高韧性、与GaN层具有高粘结性的绝缘有机硅胶，通过降低沟槽的深度以降低后续在绝缘层沉积和金属蒸镀时因为高度差太大而引起的绝缘物和金属断裂的风险，增加LED倒装高压芯片在制备过程中的良率，以及日后在使用过程中的可靠性。本发明还涉及一种具有同侧P/N电极的LED芯片，在同侧P电极与N电极间的沟槽内填充具有高绝缘性能、高韧性的绝缘有机硅胶，有效避免和防止在后续封装过程中由于锡膏连通P/N电极而造成的漏电异常和风险。
【专利说明】
一种具有局可靠性的LED巧片
技术领域
[0001] 本发明设及一种高可靠性的L抓忍片，特别设及L抓高压忍片W及具有同侧P/N电 极的L邸忍片，属于半导体领域。
【背景技术】
[0002] 发光二极管化i曲t Emitting Diode,简称LED)是一种半导体固态发光器件，利用 半导体P-N结电致发光原理制成。Lm)器件具有开启电压低、体积小、响应快、稳定性好、寿命 长、无污染等良好光电性能，因此在室外室内照明、背光、显示、交通指示等领域具有越来越 广泛的应用。
[0003] Lm)忍片结构有=种类型，分别为水平结构(正装忍片）、垂直结构（垂直结构忍片） 和倒装结构（倒装忍片），在运=种忍片结构的接触上都可W制作高压忍片，即正装高压忍 片、垂直高压忍片和倒装高压忍片。高压忍片相比于低压忍片或常压忍片具有一些优势，最 主要的优势在于相同尺寸的忍片在光效不降低的前提下在封装过程中可W使用多颗高压 忍片串联成220V继而省略掉变压器运一部件，既能降低成本又能更容易集成化制作灯具。 高压忍片相对于低压忍片或常压忍片在制备上具有更多的工序，在深刻蚀到PSS (Patterned Sapphire Substrate,图形化衬底）工序、PA绝缘物对PSS的包覆、金属桥连的 蒸锻等一些工艺点上还不够成熟，导致高压忍片的可靠性能较差，进而导致市场上高压忍 片的普及率较低。
[0004] 具体的，倒装高压忍片相比于倒装忍片，在制备过程中需要增加一道桥连的工序， 即将一颗忍片的P电极(或N电极)与另外一颗忍片的N电极(或P电极)相连，在桥连的过程中 需要跨越一个深约6~祉m的沟槽，若沟槽内的PA绝缘物或金属因各种原因造成断裂则在后 续的忍片使用过程中可靠性能会急剧降低。目前在高压忍片制备过程中，一般都是PA绝缘 物和金属沉积在刻蚀出的深沟槽里，运样会因为刻蚀出的沟槽深并且睹，从而造成PA绝缘 物和金属的断裂，进而造成忍片短路或者可靠性能变差。
[0005] 如图IA所示，对于具有同侧P/N电极的Lm)倒装忍片，在后续的封装过程中会使用 锡膏回流焊的方式将忍片固定在封装基板80 '上，一般情况下P电极30 '和N电极40 '之间的 沟槽50'内是没有设置高于电极面的绝缘保护结构的；如图IB所示，在锡膏回流焊的过程 中，锡膏70 '会溢流到P电极30 '和N电极40 '之间的沟槽50 '内，从而造成P电极30 '和N电极 40'之间连通，引起漏电风险。
【发明内容】
[0006] 本发明的一个目的是在Lm)忍片的具有较高的深宽比的沟槽内填充绝缘有机娃 胶，通过降低沟槽深度W降低后续在绝缘层沉积和金属蒸锻时因为高度差太大而引起的绝 缘物和金属断裂的风险。
[0007] 本发明的另一个目的是在具有同侦阳/N电极的LED忍片的P电极与N电极间的沟槽 内填充绝缘有机硅胶，有效避免和防止在后续封装过程中由于锡膏连通P/N电极而造成的 漏电异常和风险。
[000引为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供一种Lm)忍片，由多个忍片单元 依次串联组成，且相邻两个忍片单元之间设置有外沟槽，其中，在所述的外沟槽内填充有绝 缘有机硅胶，W降低外沟槽与位于其两侧的忍片单元的台面之间的高度。
[0009] 所述的外沟槽的侧壁与水平面之间的角度a为20°到60°，优选a为20°到40°。
[0010] 所述的绝缘有机硅胶采用光刻方式进行填充，并采用烘烤方式进行固化，烘烤溫 度为 200°C ~500°C。
[0011] 在本发明的一个优选实施例中，所述的绝缘有机硅胶填充在外沟槽的底部表面 上;在所述的绝缘有机硅胶的顶端、外沟槽的侧壁W及位于外沟槽两侧的忍片单元的台面 边缘上还覆盖设置有第一绝缘层;该第一绝缘层的剖面呈倒Q形。
[0012] 在本发明的又一个优选实施例中，所述的绝缘有机硅胶填充在外沟槽的底部表面 上，外沟槽的侧壁表面上W及位于外沟槽两侧的忍片单元的台面边缘上，填充后的绝缘有 机硅胶的剖面呈倒Q形;在所述的绝缘有机硅胶外部覆盖并包围设置有第一绝缘层;该第 一绝缘层的剖面呈倒Q形。
[0013] 本发明的另一个技术方案是提供一种Lm)高压忍片，采用所述的Lm)忍片制成，其 特征在于，每个所述的忍片单元包含:衬底;GaN层，沉积设置在衬底上，包含第一导电类型 的GaN薄膜层和第二导电类型的GaN薄膜层；内沟槽，开设在每个忍片单元上，底部露出第一 导电类型的GaN薄膜层，并由该内沟槽分隔形成两个第二导电类型的GaN台面;金属势垒层， 沉积设置在两个第二导电类型的GaN台面上;第二绝缘层，沉积设置在两个第二导电类型的 GaN台面上W及内沟槽内，该第二绝缘层在每个内沟槽内形成第一导电类型的GaN开孔，露 出第一导电类型的GaN薄膜层，W及在每个忍片单元的其中一个第二导电类型的GaN台面上 形成第二导电类型的GaN开孔，露出金属势垒层;第一导电类型连接层和第二导电类型连接 层，沉积设置在第二绝缘层上，第一导电类型连接层通过第一导电类型的GaN开孔与第一导 电类型的GaN薄膜层连接，第二导电类型连接层通过第二导电类型的GaN开孔与金属势垒层 连接。
[0014] 进一步，其中每个忍片单元内的第一导电类型连接层与相邻另一个忍片单元内的 第二导电类型连接层之间形成桥连;其中第一个忍片单元内的第二导电类型连接层通过第 二导电类型金属垫层与封装基板粘合，W及最后一个忍片单元内的第一导电类型连接层通 过第一导电类型金属垫层与封装基板粘合。
[0015] 本发明的又一个技术方案是提供一种具有同侧P/N电极的Lm)忍片，其中，在位于P 电极与N电极之间的沟槽内，填充有绝缘有机硅胶;且所述的绝缘有机硅胶的高度高于P电 极W及N电极的高度。
[0016] 所述的绝缘有机硅胶与封装基板相接触;所述的P电极W及N电极通过锡膏与封装 基板粘合。
[0017] 综上所述，本发明所提供的具有高可靠性的L邸忍片，对于L邸忍片，在具有较高的 深宽比(n〉0.5)的沟槽内填充具有高绝缘性能、高初性、与GaN层具有高粘结性的绝缘有机 硅胶，用W降低沟槽的深度，降低了后续在绝缘层沉积和金属蒸锻时因为高度差太大(沟槽 睹且深)而引起的绝缘物和金属断裂的风险，增加Lm)倒装高压忍片在制备过程中的良率， W及日后在使用过程中的可靠性。对于具有同侧P/N电极的Lm)忍片，在同侧P电极与N电极 间的沟槽内填充具有高绝缘性能、高初性的绝缘有机硅胶，有效避免和防止在后续封装过 程中由于锡膏连通P/N电极而造成的漏电异常和风险。
【附图说明】
[0018] 图IA和图IB所示为现有技术中的具有同侧P/N电极的Lm)倒装忍片的封装方法的 示意图；
[0019] 图IC和图ID所示为本发明中的具有同侧P/N电极的Lm)倒装忍片的封装方法的示 意图；
[0020] 图2~图14所示为本发明中的LED倒装高压忍片制备方法中对应各个步骤的结构 示意图。
【具体实施方式】
[0021] W下结合【附图说明】本发明的L邸忍片及其制备方法的【具体实施方式】。
[0022] 本发明W由两个忍片单元串联组成的Lm)倒装高压忍片为例，详细介绍其结构W 及制备方法，但并不W此为限。本发明同样适用于由多个忍片单元串联组成的其他类型的 L邸忍片，包括L邸正装高压忍片、L邸垂直高压忍片等。
[0023] W由两个忍片单元串联组成的L邸倒装高压忍片为例，其制备方法包含W下步骤：
[0024] S1、在晶圆的衬底1上沉积包含N-GaN( N-氮化嫁)薄膜层2和P-GaN( P-氮化嫁)薄膜 层4的GaN层，通过刻蚀在晶圆上形成若干外沟槽5,并由该外沟槽5的分隔在晶圆上形成若 干忍片单元，并通过刻蚀在每个忍片单元上形成内沟槽6,并由该内沟槽6的分隔形成两个 P-GaN台面(Mesa)。
[0025] 所述的Sl中，具体包含W下步骤：
[00%] Sl 1、如图2所示，在晶圆的蓝宝石(Sap地ire)衬底1上沉积GaN层，具体包括分别依 次生长N-GaN薄膜层2、MQW(Multiple如antumWell，多量子阱）薄膜层3W及P-GaN薄膜层 4。
[0027] S12、如图3A所示，沿晶圆的横向方向和/或纵向方向，每间隔一段距离将P-GaN薄 膜层4、MQW薄膜层3和N-GaN薄膜层2通过等离子刻蚀方式刻蚀去除，直至露出蓝宝石衬底1， 形成若干外沟槽5,并由该外沟槽5的分隔而形成若干个独立的忍片单元;所述的外沟槽5的 底部表面为蓝宝石衬底1，侧壁表面包含P-GaN薄膜层4、MQW薄膜层3和N-GaN薄膜层2。
[002引其中，相邻忍片单元之间的外沟槽5的高度为6~如m，且该外沟槽5的深宽比n> 0.50
[0029] 其中，利用BCl3(S氯化棚）、Cl2(氯气）、Ar(氣气)等气体形成等离子体对晶圆进行 刻蚀，并且通过直接使用光刻胶作为刻蚀掩膜保证刻蚀出的外沟槽5的侧壁与水平面之间 的角度a在20°到60°范围之间（如图3B所示），优选a为20°到40°，不能太大。
[0030] S13、如图4所示，在每个忍片单元上，将P-GaN薄膜层4、MQW薄膜层3和部分N-GaN薄 膜层2通过等离子刻蚀方式刻蚀去除，直至露出N-GaN薄膜层2,形成内沟槽6, W及两个P- GaN台面;所述的内沟槽6的底部表面为N-GaN薄膜层2,侧壁表面包含P-GaN薄膜层4、MQW薄 膜层3和N-GaN薄膜层2。
[0031] 其中，利用BCl3、Cb、Ar等气体形成等离子体对每个忍片单元进行刻蚀。
[0032] S2、在相邻忍片单元之间的外沟槽5内填充绝缘有机硅胶7,使填充后的外沟槽5的 高度在下，达到降低其深宽比n的目的，并利用第一绝缘层8覆盖并包围所述的绝缘有 机硅胶7。该步骤起到减小忍片单元之间的外沟槽5的高度的作用，降低后续在绝缘层沉积 和金属蒸锻时因高度差太大而引起的PA绝缘物和金属断裂的风险。且所填充的绝缘有机娃 胶7具有绝缘性能好、固化时间短、初性好、与GaN层的粘附性好等特点。
[0033] 在本发明的第一个优选实施例中，所述的S2中，具体包含W下步骤：
[0034] S21、如图5A所示，在相邻忍片单元之间的外沟槽5的底部表面上填充绝缘有机娃 胶7, W覆盖露出的蓝宝石衬底1。
[0035] 其中，填充的绝缘有机硅胶7的厚度需要根据外沟槽5的高度决定，但必须确保填 充后的外沟槽5的高度在下，也就是所填充的绝缘有机硅胶的顶端与P-GaN薄膜层4的 顶端之间的高度差在下。
[0036] S22、如图6所示，在晶圆表面沉积第一绝缘层8,并通过光刻、或腐蚀、或等离子刻 蚀方式将部分第一绝缘层8去除，使得第一绝缘层8最终覆盖在绝缘有机硅胶7的顶端、外沟 槽5的侧壁W及位于外沟槽5两侧的P-GaN台面的边缘，即第一绝缘层8的剖面呈倒Q形，用 W保护外沟槽5侧壁上露出的MQW薄膜层3,而内沟槽6的底部表面、侧壁表面W及P-GaN台面 的其余部分表面均露出。
[0037] 在本发明的第二个更好的优选实施例中，所述的S2中，具体包含W下步骤：
[0038] S21、如图5B所示，不仅在相邻忍片单元之间的外沟槽5的底部表面上填充绝缘有 机硅胶7, W覆盖露出的蓝宝石衬底1，同时在外沟槽5的侧壁表面上W及位于外沟槽5两侧 的P-GaN台面的边缘上均填充绝缘有机硅胶7,即填充后的绝缘有机硅胶7的剖面呈倒Q形。
[0039] 其中，填充在外沟槽5底部的绝缘有机硅胶7的厚度需要根据外沟槽5的高度决定， 但必须确保填充后的外沟槽5的高度在下。
[0040] S22、在晶圆表面沉积第一绝缘层8,并通过光刻、或腐蚀、或等离子刻蚀方式将部 分第一绝缘层8去除，使得第一绝缘层8最终覆盖并包围在绝缘有机硅胶7的外部，即第一绝 缘层8的剖面呈倒Q形，而内沟槽6的底部表面、侦幢表面W及P-GaN台面的其余部分表面均 露出。
[0041] 在上述两个实施例中的S21中，采用光刻方式并随后进行烘烤W完成绝缘有机娃 胶7的填充;其中，烘烤溫度为200°C~500°C。
[0042] 在上述两个实施例中的S21中，所述的绝缘有机硅胶7采用如AZ LExp. S03-020# 33350H15进行填充。
[0043] 在上述两个实施例中的S22中，所述的第一绝缘层8为Si化（二氧化娃)层，或SiNx (氮化娃）层，或ALD(原子层沉积）的Al2〇3(氧化侣）层；且该第一绝缘层8的厚度为 3000朵~1拂00甚。
[0044] 由于所述的S2可W有上述两个实施例实现，而W下详细介绍的制备步骤的图式均 按照上述第一种实施例绘制，W达到示例性的目的。
[0045] S3、在每个忍片单元的两个P-GaN台面上依次生成包含欧姆接触和电流扩展层9、 反射层10和保护层11的金属势垒层，并利用第二绝缘层12在每个内沟槽6内形成N-GaN开 孔，露出N-GaN薄膜层2, W及在每个忍片单元的其中一个P-GaN台面上形成P-GaN开孔，露出 反射层11。
[0046] 所述的S3中，具体包含W下步骤：
[0047] S31、如图7所示，在每个忍片单元的两个P-GaN台面上分别生成面积小于该P-GaN 台面的欧姆接触和电流扩展层9。
[0048] 其中，所述的欧姆接触和电流扩展层9是利用磁控瓣射技术(Sputter)或反应等离 子沉积技术(RPD)生成的厚度为50A~3000A的ITO(氧化铜锡)薄膜，或者是利用测控瓣 射技术或MOCVD(有机金属化学气相沉积法)生成的厚度为50A~3000A的化〇(氧化锋)薄 膜，或者是厚度为1OA~1000A的石墨締薄膜。
[0049] S32、如图8所示，在每个忍片单元的两个P-GaN台面上分别利用磁控瓣射技术瓣射 生成反射层10,其覆盖并包围在欧姆接触和电流扩展层9的外部，该反射层10的面积大于欧 姆接触和电流扩展层9的面积，且小于P-GaN台面的面积。
[0050] 其中，所述的反射层10是Ag-TiW(银-鹤化铁)复合层或者Ag-TiW-Pt(银-鹤化铁- 销）复合层，且Ag的厚度为750朵~5000A，T i W的厚度为1OOA~300Q基P t的厚度为 IOOA ~3000A。
[0051] S33、如图9所示，在每个忍片单元的两个P-GaN台面上分别利用磁控瓣射技术或电 子束气相蒸发技术(CVD)生成保护层11，其覆盖并包围在反射层10的外部，该保护层11的面 积大于反射层10的面积，且小于P-GaN台面的面积。
[0052] 其中，所述的保护层11是由Cr (铭）、A1 (侣）、TiW(鹤化铁）、Pt(销）、Ti (铁）、Au (金）、Ni(儀)中的一种或几种组合而构成，且保护层的厚度为20A~20000A。
[0053] S34、如图10所示，在晶圆表面沉积第二绝缘层12,并通过光刻、或腐蚀、或等离子 刻蚀方式将部分第二绝缘层12去除，W在每个内沟槽6内形成N-GaN开孔13,露出部分内沟 槽6的底部表面N-GaN薄膜层2,并且在每个忍片单元的其中一个P-GaN台面上形成P-GaN开 孔14,露出部分保护层11。
[0054] 其中，形成P-GaN开孔14的P-GaN台面间隔设置；也就是说，与该形成P-GaN开孔14 的P-GaN台面通过内沟槽6相邻的属于同一个忍片单元的另一个P-GaN台面上不开孔，W及 与该形成P-GaN开孔14的P-GaN台面通过外沟槽5相邻的属于相邻忍片单元的P-GaN台面上 也不开孔。
[00对其中，所述的第二绝缘层12为Si02层，或SiNx层，或ALD的Al203层;且该第二绝缘层 12的厚度为1000在~1:5斯说备。
[0056] S4、将晶圆上的相邻两个忍片单元作为一组忍片组，对于每组忍片组，沉积生成通 过N-GaN开孔与N-GaN薄膜层2连接的N连接层，W及通过P-GaN开孔与反射层11连接的P连接 层，且其中一个忍片单元内的N连接层与相邻另一个忍片单元内的P连接层之间形成桥连， 并利用第S绝缘层16生成与P连接层连接的P-金属垫层19, W及与N连接层连接的N-金属垫 层20。
[0057] 所述的S4中，具体包含W下步骤：
[005引S41、对于晶圆上的忍片单元进行两两编组，将其中相邻的两个忍片单元作为一组 忍片组；
[0059] S42、如图11所示，在晶圆表面利用磁控瓣射技术或电子束气相蒸发技术生成金属 连接层15，其通过P-GaN开孔14与反射层11连接形成P连接层，并通过N-GaN开孔13与N-GaN 薄膜层2连接形成N连接层，对于每组忍片组，其中一个忍片单元内的N连接层与相邻另一个 忍片单元内的P连接层之间相连W形成桥连，而属于同一忍片单元内的P连接层与N连接层 之间则不连接，且相邻两组忍片组之间的P连接层与N连接层也不连接。
[0060] 其中，所述的金属连接层15是由化、41、口1:、1';[、411、化中的一种或几种组合而构成。
[0061] S43、如图12所示，在晶圆表面沉积第=绝缘层16,并通过光刻、或腐蚀、或等离子 刻蚀方式将部分第=绝缘层16去除，对于每组忍片组，在其中一个忍片单元内的P连接层上 形成P连接孔17,且该形成P连接孔17的P连接层未与相邻忍片单元的N连接层桥连，并在相 邻另一个忍片单元内的N连接层上形成N连接孔18,且该形成N连接孔18的N连接层未与相邻 忍片单元的P连接层桥连。
[0062] 其中，所述的第S绝缘层16为Si化层，或SiNx层，或ALD的Al2〇3层;且该第S绝缘层 16的厚度为1000 A~15000A。
[0063] S44、如图13所示，在晶圆表面利用磁控瓣射技术或电子束气相蒸发技术生成P-金 属垫层19和N-金属垫层20,对于每组忍片组，P-金属垫层19通过P连接孔17与P连接层连接， N-金属垫层20通过N连接孔18与N连接层连接。
[0064] 其中，所述的P-金属垫层19和N-金属垫层20是由化、41、口*、1'1、411、511(锡）中的一 种或几种组合而构成;且由Cr构成的金属垫层的厚度为20A~50A，由Al构成的金属垫层 的厚度为750蓋~3000A，由Pt构成的金属垫层的厚度为200A~lOOOA，由Ti构成的金 属垫层的厚度为200A~lOOOA，由Au构成的金属垫层的厚度为2000A~15000A，由Sn 构成的金属垫层的厚度为2000A~5000A。
[0065] S5、如图14所示，将晶圆翻转，使用回流焊或共晶焊的方式，将每组忍片组中生成 的P-金属垫层19和N-金属垫层20通过锡膏与封装基板21进行粘合，形成晶圆封装模块，并 W每组忍片组为单位对该晶圆封装模块进行切割，W最终制备形成L邸倒装高压忍片。
[0066] 本发明还提供一种利用上述制备方法得到的L邸倒装高压忍片，如图14所示，其由 相邻两个忍片单元串联组成，包含:衬底1; GaN层，沉积设置在衬底1上，包含N-GaN薄膜层2 和P-GaN薄膜层4;外沟槽5，设置在相邻两个忍片单元之间；内沟槽6，开设在每个忍片单元 上，并由该内沟槽6分隔形成两个P-GaN台面;绝缘有机硅胶7,填充设置在外沟槽5内，使填 充后的外沟槽5的高度在2皿W下，达到降低其深宽比的目的；金属势垒层，沉积设置在每个 忍片单元的两个P-GaN台面上；第二绝缘层12,沉积设置在每个忍片单元的两个P-GaN台面 上W及内沟槽6内，该第二绝缘层12在每个内沟槽6内形成N-GaN开孔，露出N-GaN薄膜层2， W及在每个忍片单元的其中一个P-GaN台面上形成P-GaN开孔，露出金属势垒层;N连接层和 P连接层，沉积设置在第二绝缘层12上，N连接层通过N-GaN开孔与N-GaN薄膜层2连接，P连接 层通过P-GaN开孔与金属势垒层连接，且其中一个忍片单元内的N连接层与相邻另一个忍片 单元内的P连接层之间形成桥连，而其中一个忍片单元内未与N连接层连接的P连接层通过 P-金属垫层19与封装基板21粘合，W及相邻另一个忍片单元内未与P连接层连接的N连接层 通过N-金属垫层20与封装基板21粘合。
[0067] 所述的衬底1为蓝宝石衬底;所述的GaN层包含：依次沉积设置在衬底1上的N-GaN 薄膜层2、MQW薄膜层3和P-GaN薄膜层4。
[0068] 所述的外沟槽5的底部表面为蓝宝石衬底1，侧壁表面包含P-GaN薄膜层4、MQW薄膜 层3和N-GaN薄膜层2;所述的外沟槽5的高度为6~祉m，深宽比n〉0.5,且该外沟槽5的侧壁与 水平面之间的角度a为20°到60°，优选a为20°到40°。
[0069] 所述的内沟槽6的底部表面为N-GaN薄膜层2,侧壁表面包含P-GaN薄膜层4、MQW薄 膜层3和N-GaN薄膜层2。
[0070] 在本发明的第一个优选实施例中，所述的绝缘有机硅胶7填充在外沟槽5的底部表 面上，覆盖露出的衬底1。
[0071] 所述的Lm)倒装高压忍片还包含第一绝缘层8,覆盖设置在绝缘有机硅胶7的顶端、 外沟槽5的侧壁W及位于外沟槽5两侧的P-GaN台面的边缘，即第一绝缘层8的剖面呈倒Q 形。
[0072] 在本发明的第二个更好的优选实施例中，所述的绝缘有机硅胶7填充在外沟槽5的 底部表面上，外沟槽5的侧壁表面上W及位于外沟槽5两侧的P-GaN台面的边缘上，即填充后 的绝缘有机硅胶7的剖面呈倒Q形。
[0073] 所述的Lm)倒装高压忍片还包含第一绝缘层8,覆盖并包围在绝缘有机硅胶7的外 部，即第一绝缘层8的剖面呈倒Q形。
[0074] 在上述两个实施例中，所述的第一绝缘层8为Si化层，或SiNx层，或ALD的Al2〇3层； 且该第一绝缘层8的厚度为3000A~15000A。
[0075] 所述的金属势垒层包含依次沉积设置在每个忍片单元的两个P-GaN台面上的欧姆 接触和电流扩展层9、反射层10和保护层11;其中，欧姆接触和电流扩展层9的面积<反射层 10的面积 < 保护层11的面积<P-GaN台面的面积。
[0076] 其中，所述的欧姆接触和电流扩展层9是厚度为50A~3000A的ITO薄膜，或者是 厚度为沸A~3000A的ZnO薄膜，或者是厚度为IOA~】OOOA的石墨締薄膜。
[0077] 所述的反射层10是Ag-TiW复合层或者Ag-TiW-Pt复合层，且Ag的厚度为 750A ~5000A，Tiw 的厚度为 IOOA ~3000A，Pt 的厚度为 IOOA ~SOOOAb
[0078] 所述的保护层11是由化、Al、TiW、Pt、Ti、Au、Ni中的一种或几种组合而构成，且保 护层的厚度为20 A~20000A。
[0079] 所述的第二绝缘层12为Si〇2层，或SiNx层，或ALD的Al2〇3层;且该第二绝缘层12的 厚度为1000 A~15000A。
[0080] 其中，通过该第二绝缘层12形成的P-GaN开孔的底部表面露出的是保护层11，与P 连接层连接;且形成P-GaN开孔的P-GaN台面间隔设置。
[0081] 所述的N连接层和P连接层均是由灯、41、口*、1'1、411、化中的一种或几种组合而构 成;且同一忍片单元内的P连接层与N连接层之间不连接。
[0082] 所述的Lm)倒装高压忍片还包含第=绝缘层16,沉积设置在P连接层与N连接层上， 该第=绝缘层16在其中一个忍片单元内未与N连接层连接的P连接层上形成P连接孔17,并 在相邻另一个忍片单元内未与P连接层连接的N连接层上形成N连接孔18。
[0083] 其中，所述的第S绝缘层16为Si化层，或SiNx层，或ALD的Al2〇3层;且该第S绝缘层 16的厚度为1OOOA~15000A C
[0084] 所述的P-金属垫层19通过P连接孔17与P连接层连接，N-金属垫层20通过N连接孔 18与N连接层连接。
[00化]其中，所述的P-金属垫层19和N-金属垫层20是由灯、41、口*、1'1、411、511中的一种或 几种组合而构成;且由Cr构成的金属垫层的厚度为20A~50A，由Al构成的金属垫层的厚 度为75〇A~3000A，由Pt构成的金属垫层的厚度为200A~lOOOA，由Ti构成的金属垫 层的厚度为200A~lOOOA，由Au构成的金属垫层的厚度为2000A~15000A，由Sn构成 的金属垫层的厚度为2000A~5000A。
[0086] 根据上述实施例的描述，本发明对于Lm)忍片，在具有较高的深宽比（n〉0.5)的沟 槽内填充具有高绝缘性能、高初性、与GaN层具有高粘结性的绝缘有机硅胶，用W降低沟槽 的深度（即降低沟槽的深宽比），降低了后续在绝缘层沉积和金属蒸锻时因为高度差太大 (沟槽睹且深)而引起的绝缘物和金属断裂的风险，增加Lm)倒装高压忍片在制备过程中的 良率，W及日后在使用过程中的可靠性。
[0087] 本发明还W具有同侧P/N电极的Lm)倒装忍片为例，详细介绍其结构W及制备方 法，但并不W此为限。本发明同样适用于具有同侧P/N电极的L邸正装忍片等。
[008引 W具有同侧P/N电极的Lm)倒装忍片为例，如图IC所示，在位于P电极30与N电极40 之间的沟槽内，填充有绝缘有机硅胶60;且所述的绝缘有机硅胶60的高度高于P电极30 W及 N电极40的高度。
[0089] 如图ID所示，所述的绝缘有机硅胶60与封装基板相接触;所述的P电极30W及N电 极40通过锡膏70与封装基板粘合。
[0090] 所述的具有同侧P/N电极的L邸倒装忍片的封装方法，具体包含W下步骤：
[0091] Sl、如图IC所示，在位于忍片P电极30与N电极40之间的沟槽内，填充绝缘有机硅胶 60，且填充后的绝缘有机硅胶60的高度高于P电极30 W及N电极40的高度；
[0092] S2、如图ID所示，将忍片翻转，使绝缘有机硅胶60与封装基板80接触，并通过锡膏 70将P电极30W及N电极40与封装基板80进行粘合，完成具有同侧P/N电极的Lm)倒装忍片的 封装。
[0093] 由于绝缘有机硅胶60相比于P电极30W及N电极40是凸出设置的，在封装时，该凸 出的绝缘有机硅胶60能够完全隔离用于P电极30粘合的锡膏与用于N电极40粘合的锡膏，使 得两侧的锡膏不会发生连通。在一个优选实施例中，所述的绝缘有机硅胶60凸出P电极30 W 及N电极40的高度小于50WI1。
[0094] 根据上述实施例的描述，本发明对于具有同侧P/N电极的Lm)忍片，在同侧P电极与 N电极间的沟槽内填充具有高绝缘性能、高初性的绝缘有机硅胶，有效避免和防止在后续封 装过程中由于锡膏连通P/N电极而造成的漏电异常和风险。
[00M]尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的 描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的 多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【主权项】
1. 一种LED芯片，由多个芯片单元依次串联组成，且相邻两个芯片单元之间设置有外沟 槽(5)，其特征在于， 在所述的外沟槽(5)内填充有绝缘有机硅胶(7)，以降低外沟槽(5)与位于其两侧的芯 片单元的台面之间的高度。2. 如权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述的外沟槽(5)的侧壁与水平面之间的 角度α为20°到60°，优选α为20°到40°。3. 如权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述的绝缘有机硅胶(7)采用光刻方式进 行填充，并采用烘烤方式进行固化，烘烤温度为200°C~500°C。4. 如权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述的绝缘有机硅胶（7)填充在外沟槽 (5)的底部表面上； 在所述的绝缘有机硅胶(7)的顶端、外沟槽(5)的侧壁以及位于外沟槽(5)两侧的芯片 单元的台面边缘上还覆盖设置有第一绝缘层(8);该第一绝缘层(8)的剖面呈倒Ω形。5. 如权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述的绝缘有机硅胶（7)填充在外沟槽 (5)的底部表面上，外沟槽(5)的侧壁表面上以及位于外沟槽(5)两侧的芯片单元的台面边 缘上，填充后的绝缘有机硅胶(7)的剖面呈倒Ω形； 在所述的绝缘有机硅胶(7)外部覆盖并包围设置有第一绝缘层(8);该第一绝缘层(8) 的剖面呈倒Ω形。6. -种LED高压芯片，采用如权利要求1~5中任一所述的LED芯片制成，其特征在于，每 个所述的芯片单元包含： 衬底(1); GaN层，沉积设置在衬底（1)上，包含第一导电类型的GaN薄膜层⑵和第二导电类型的 GaN薄膜层(4); 内沟槽(6)，开设在每个芯片单元上，底部露出第一导电类型的GaN薄膜层(2)，并由该 内沟槽(6)分隔形成两个第二导电类型的GaN台面； 金属势皇层，沉积设置在两个第二导电类型的GaN台面上； 第二绝缘层（12)，沉积设置在两个第二导电类型的GaN台面上以及内沟槽(6)内，该第 二绝缘层（12)在每个内沟槽(6)内形成第一导电类型的GaN开孔，露出第一导电类型的GaN 薄膜层(2)，以及在每个芯片单元的其中一个第二导电类型的GaN台面上形成第二导电类型 的GaN开孔，露出金属势皇层； 第一导电类型连接层和第二导电类型连接层，沉积设置在第二绝缘层（12)上，第一导 电类型连接层通过第一导电类型的GaN开孔与第一导电类型的GaN薄膜层(2)连接，第二导 电类型连接层通过第二导电类型的GaN开孔与金属势皇层连接。7. 如权利要求6所述的LED高压芯片，其特征在于，其中每个芯片单元内的第一导电类 型连接层与相邻另一个芯片单元内的第二导电类型连接层之间形成桥连； 其中第一个芯片单元内的第二导电类型连接层通过第二导电类型金属垫层（19)与封 装基板粘合，以及最后一个芯片单元内的第一导电类型连接层通过第一导电类型金属垫层 (20)与封装基板粘合。8. -种具有同侧P/N电极的LED芯片，其特征在于，在位于P电极(30)与N电极(40)之间 的沟槽内，填充有绝缘有机硅胶(60); 所述的绝缘有机硅胶(60)的高度高于P电极(30)以及N电极(40)的高度。9.如权利要求8所述的具有同侧P/N电极的LED芯片，其特征在于，所述的绝缘有机硅胶 (60)与封装基板相接触;所述的P电极(30)以及N电极(40)通过锡膏(70)与封装基板粘合设 置。
【文档编号】H01L33/48GK106098899SQ201610554359
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月14日
【发明人】朱秀山, 徐慧文
【申请人】映瑞光电科技(上海)有限公司